氮的氧化物溶于水计算的内涵和外延.docVIP

氮的氧化物溶于水计算的内涵和外延 氮的氧化物溶于水后有关计算是《氮族元素》一个重要的知识点。其内涵是： 1、NO2或N2（非O2）的混和气体溶于水可依据：3NO2+H2O=2HNO3+NO利用体积差量进行计算。 2、NO2和O2的混和气体溶于水时，根据4NO2+O2+2H2O=4HNO3可知：①V(NO2)∶V(O2)= 4∶1,恰好完全反应,无气体剩余; ②当V(NO2)∶V(O2)4∶1,NO2过量,剩余气体为NO(根据3NO2+H2O=2HNO3+NO可算); ③当V(NO2)∶V(O2)4∶1,O2过量,剩余气体为O2. 3、NO和O2同时通入水中，其反应的总式是：4NO+3O2+2H2O=4HNO3 。①当V(NO)∶V(O2)= 4∶3时,恰好完全反应，无气体剩余；②当V(NO)∶V(O2)4∶3时，剩余NO；③当V(NO)∶V(O2) 4∶3时，剩余O2。 4、NO2、NO、O2三种气体混和通入水中，可先1方法求出NO2和H2O反应生成NO的体积，再加上原混和气体中的NO的体积即为NO的总体积，再按3方法进行计算。或者按总反应式NO2+NO+O2+H2O=2HNO3分析求解。 总之，无论是4NO2+O2；4NO+3O2；还是NO2+NO+O2，从组成上说均是2个或1个N2O5与H2O的作用，所以它们都等效于这个反应：N2O5+H2O=2HNO3。于是上述四个问题的解决就可以归纳到混合气体中N、O原子（或物质的量）比值来分析判断。①n（N）∶n（O）=2∶5时，无气体剩余；②当n（N）∶n（O）2∶5时，剩余NO；③当n（N）∶n（O）2∶5时，剩余NO2。 [例1]将amlNO、bmlNO2和xmlO2混和于同一试管，将试管口倒插入水中，充分反应后试管内气体可全部消失，则x和a、b应满足何种关系式？ 分析：当且仅当n（N）∶n（O）=2∶5时，恰好完全反应，试管内无气体。即： = x= 下面例析氮的氧化物溶于水计算题的四个方面的外延。 改头换面型（用CO2和Na2O2代替O2） [例2]用两份CO2和NO混合气体进行以下实验并记录了有关数据如表1。 表1 实验 混和气体/ml 通过足量Na2O2 后气体体积 水洗后气体体积/ml 1 12 6 2 2 14 7 2 根据以上数据，计算第一份和第二份混和气体的组成。 分析：题中发生的反应是：2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2① 2NO+O2=2NO2② 3NO2+H2O=2HNO3+NO③ 把①②式相加得到总反应式：CO2+NO+Na2O2=Na2CO3+NO2 第一份试样经过两步反应后留下2ml气体有两种可能：①假设是剩余2mlO2，则参加4NO2+O2+2H2O=4HNO3反应的NO2和O2共4ml，其中NO2占×4=3.2ml，则V（NO）原=3.2ml，V（CO2）=8.8ml；②若是剩余2mlNO，则由3NO2+H2O=2HNO3+NO可知，生成的NO2为6ml， 根据CO2+NO+Na2O2=Na2CO3+NO2 可知原V（NO）=6ml，那么V（CO2）=6ml。 同理可得第二份试样V（NO）=4ml，V（CO2）=10ml或V（NO）=6.8ml，V（CO2）=7.2ml。2、盐类分解型（硝酸盐分解作为NO2来源） [例3]取一定量AgNO3固体，加热使之完全分解，用排水集气法集得气体A，向加热后的残渣中加入足量的浓硝酸，使之完全反应，生成的气体用排水法收集得气体B，并将A、B两气体均匀混和，求1mol混和气体的质量。 析：设AgNO3为1mol，据题意2AgNO3=2Ag+2NO2+ O2 1 1 1 0.5 4NO2+O2+2H2O=4HNO3所以气体A为O2，O2的物质的量为：0.5-0.25=0.25mol Ag+2HNO3=AgNO3+NO2+H2O 1 3NO2+H2O=2HNO3+NO故气体B为NO，NO的物质的量为1/3mol。 A和B混和，2NO+O2=2NO2，O2过量，则剩余气体是由NO2和过量O2组成，过量的O2=1/4-1/6=1/12mol。 M=（×46+ ×32）/（+）=43.2g即1mol该混和气体的质量为43.2g 。 硝酸溶解型（硝酸与金属反应作为NO、NO2来源） [例4] 铜与某一浓度的硝酸反应放出的混和气体100ml（忽略水蒸气），该混和气体的密度是相同状况下H2密度的26.7倍。将此气体在密闭条件下用水充分吸收后，体积还有70ml（标准状况下），求：①混和气体各组分的体积。②放出这些气体，被还原的硝酸的质量。 析：混和气体平均相对分子质量为26.7×2=53.4，而NO、NO2的相对分子质量均小于53.4。所以混和气体不可能为NO或NO2或NO、NO2的混和气体，应